JPH11260376A - 酸素側電極 - Google Patents
酸素側電極Info
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- JPH11260376A JPH11260376A JP10059303A JP5930398A JPH11260376A JP H11260376 A JPH11260376 A JP H11260376A JP 10059303 A JP10059303 A JP 10059303A JP 5930398 A JP5930398 A JP 5930398A JP H11260376 A JPH11260376 A JP H11260376A
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- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
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Abstract
長期使用に伴う発電性能の低下を抑制することができる
酸素側電極を提供する。 【解決手段】 固体電解質燃料電池または水蒸気電解セ
ルに用いられる酸素側電極12であって、イットリア安
定化ジルコニアと(Pr(1-x) Srx )y MnO 3 (た
だし、0.1≦x≦0.4、1.0<y≦1.05)と
の混合物を用いてなる。
Description
池や水蒸気電解セルの酸素側電極に関する。
燃料ガスとを電気化学的に反応させて電力を得る固体電
解質燃料電池は、図6に示すように、固体電解質1を多
孔質の酸素側電極(空気側電極)2および燃料側電極3
で挟んでセルを構成し、このセルを導電性波板4,5で
挟むことにより酸化ガス101および燃料ガス102の
流路を形成し、さらにインタコネクタ6,7で挟むこと
により、上記各ガス101,102の流通に伴って各電
極2,3から上記波板4,5を介して流れる電気をイン
タコネクタ6,7を介して外部に取り出せる構造となっ
ている。
前記酸素側電極2は、高い導電性を有し、固体電解
質1の材料であるYSZ(イットリア安定化ジルコニ
ア)との密着性がよく、使用環境である1000℃の
空気雰囲気下でも安定性を維持できることが要求される
ことから、LSM(ランタンストロンチウムマンガン酸
化物:La1-x Srx MnO3 )とYSZとの混合物が
使用されている。すなわち、LSMにより空気雰囲気下
における高導電性能を発現させ、YSZにより酸素イオ
ン導電性を発現させ、LSMとYSZとを混合すること
により固体電解質1との焼き付け性を向上させているの
である。
とYSZとの混合物を用いた酸素側電極2は、固体電解
質燃料電池の長期運転に伴い、低耐熱性のため、シン
タリングにより粒成長を生じて比表面積が低下してしま
ったり、固体電解質1と反応してLa2 Zr2O7 な
どのような絶縁体を形成して導電率が低下してしまい、
固体電解質燃料電池の発電性能の低下を引き起こして安
定した発電が困難となってしまう場合があった。
酸素側電極(空気側電極)2に限らず、当該燃料電池と
同様な構造をなす水蒸気電解セルの酸素側電極でも上述
と同様に生じていた。
水蒸気電解セルなどの長期使用に伴う発電性能の低下を
抑制することができる酸素側電極を提供することを目的
とした。
ための、本発明による酸素側電極は、固体電解質燃料電
池または水蒸気電解セルに用いられる酸素側電極であっ
て、イットリア安定化ジルコニアとペロブスカイト型酸
化物との混合物を用いてなることを特徴とする。
スカイト型酸化物が(Pr(1-x) Srx )y MnO
3 (ただし、0.1≦x≦0.4、1.0<y≦1.0
5)であることを特徴とする。
解質燃料電池に適用した場合の実施の形態を図1を用い
て説明する。なお、図1は、その要部の概略構造図であ
る。ただし、前述した従来の技術で説明した部分と同様
な部分については、前述した従来の技術の説明で用いた
符号等と同様な符号等を用いることにより、その説明を
省略する。
(空気側電極)であり、YSZ(イットリア安定化ジル
コニア)とペロブスカイト型酸化物との混合物を用いて
いる。このペロブスカイト型酸化物としては、PSM
(プラセオジミウムストロンチウムマンガン酸化物:
(Pr(1-x) Srx )y MnO3 )などが挙げられる。
ここで、上記xが0.1以上0.4以下であり、上記y
が0.1を越えて1.05以下であると好ましい。
SZ(70〜90wt%)とペロブスカイト型酸化物(1
0〜30wt%)とを混合し、これら粉体の分散性を向上
させる有機溶媒(例えば、ブチルカルビトール、テレピ
ン油、ブタノール等)を加えてロールミルでペースト状
に混練して固体電解質1にスクリーン印刷法で塗布した
後に焼き付け処理を行うことにより、容易に製造するこ
とができる。
解質燃料電池では、長期運転を行っても、当該酸素側電
極12の比表面積や導電率が低下することはない。
固体電解質燃料電池によれば、長期運転による発電性能
の低下を抑制することができるので、安定した発電を長
期にわたって行うことができる。
電池に適用した場合について説明したが、当該燃料電池
と同様な構造をなす水蒸気電解セルにも上述と同様に適
用することができる。
次のような確認実験を行った。
電解質を燃料側電極と酸素側電極とで挟んだセルを下記
の条件でそれぞれ製作して試験体を得た。
験体の出力密度および界面抵抗をそれぞれ測定した。
わかるように、xが0.1以上0.4以下の場合には、
出力密度が1.3W/cm2 以上となり、界面抵抗が
0.9Ω・cm2 となった。よって、0.1≦x≦0.
4であると、良好な結果を得られることが確認できた。
だし、xは0.1 , 0.2 , 0.3 , 0.4 の計4種類、yは1.
00 , 1.01 , 1.02 , 1.03 , 1.04 ,1.05 , 1.06 の計7
種類)の原料粉末をアルコキシド法によりそれぞれ合成
して試験体(総計28種類)を得た。
れぞれ熱処理(1200℃×10時間)した後に比表面
積をそれぞれ測定した。
わかるように、yが1.00を越えると、比表面積が1
m2 /g以上となった。一方、yが1.05を越える
と、ペロブスカイトの定比からのずれが大きくなって不
純物相が認められるようになってしまう。よって、1.
00<y≦1.05であると、良好な結果を得られるこ
とが確認できた。
MnO3 の原料粉末をアルコキシド法によりそれぞれ合
成して試験体を得ると共に、(La0.8 Sr0.2)MnO
3 の原料粉末から比較体を得た。
れぞれ熱処理(1200℃×10時間)し、比表面積の
経時的な変化をそれぞれ求めた。
わかるように、比較体は、時間の経過に伴って、比表面
積が著しく小さくなっててしまうものの、試験体は、時
間が経過しても、比表面積がほとんどかわらず、当初の
大きさを維持できることが確認できた。
と酸素側電極とで挟んだセルを下記の条件でそれぞれ製
作して試験体および比較体を得た。
(厚さ100μm) ・燃料側電極:NiOとYSZとの混合物 ・酸素側電極:(Pr0.6 Sr0.4)1.03MnO3 とYS
Zとの混合物
の混合物
0.7Vの出力電圧における上記試験体および比較体の
出力電流の経時的な変化をそれぞれ測定した。
わかるように、比較体は、時間の経過に伴って、出力電
流が次第に小さくなっててしまうものの、試験体は、時
間が経過しても、出力電流がほとんどかわらず、当初の
大きさを維持できることが確認できた。
燃料電池または水蒸気電解セルに用いられる酸素側電極
であって、イットリア安定化ジルコニアとペロブスカイ
ト型酸化物との混合物を用いてなるので、例えば、固体
電解質燃料電池に適用した場合に当該燃料電池を長期運
転しても、比表面積や導電率の低下を抑制することがで
きる。このため、長期運転による発電性能の低下を抑制
することができ、安定した発電を長期にわたって行うこ
とができる。
r(1-x) Srx )y MnO3 (ただし、0.1≦x≦
0.4、1.0<y≦1.05)であれば、比表面積や
導電率の低下をさらに確実に抑制することができる。
に適用した場合の実施の形態の要部の概略構造図であ
る。
斜視図である。
Claims (2)
- 【請求項1】 固体電解質燃料電池または水蒸気電解セ
ルに用いられる酸素側電極であって、イットリア安定化
ジルコニアとペロブスカイト型酸化物との混合物を用い
てなることを特徴とする酸素側電極。 - 【請求項2】 前記ペロブスカイト型酸化物が(Pr
(1-x) Srx )y MnO3 (ただし、0.1≦x≦0.
4、1.0<y≦1.05)であることを特徴とる請求
項1に記載の酸素側電極。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP05930398A JP3403055B2 (ja) | 1998-03-11 | 1998-03-11 | 酸素側電極 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP05930398A JP3403055B2 (ja) | 1998-03-11 | 1998-03-11 | 酸素側電極 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH11260376A true JPH11260376A (ja) | 1999-09-24 |
JP3403055B2 JP3403055B2 (ja) | 2003-05-06 |
Family
ID=13109481
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP05930398A Expired - Fee Related JP3403055B2 (ja) | 1998-03-11 | 1998-03-11 | 酸素側電極 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP3403055B2 (ja) |
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2006104578A (ja) * | 2004-10-01 | 2006-04-20 | General Electric Co <Ge> | 相互接続支持型電解セルアセンブリ、プリフォームおよび製造方法 |
JP2012164672A (ja) * | 2006-02-10 | 2012-08-30 | Nippon Shokubai Co Ltd | 固体酸化物形燃料電池用空気極材料 |
JP2016030844A (ja) * | 2014-07-28 | 2016-03-07 | 株式会社日本触媒 | 水蒸気電解用セル |
US10480083B2 (en) | 2014-07-28 | 2019-11-19 | Nippon Shokubai Co., Ltd. | Steam electrolysis cell |
-
1998
- 1998-03-11 JP JP05930398A patent/JP3403055B2/ja not_active Expired - Fee Related
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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JP2012164672A (ja) * | 2006-02-10 | 2012-08-30 | Nippon Shokubai Co Ltd | 固体酸化物形燃料電池用空気極材料 |
JP2016030844A (ja) * | 2014-07-28 | 2016-03-07 | 株式会社日本触媒 | 水蒸気電解用セル |
US10480083B2 (en) | 2014-07-28 | 2019-11-19 | Nippon Shokubai Co., Ltd. | Steam electrolysis cell |
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Publication number | Publication date |
---|---|
JP3403055B2 (ja) | 2003-05-06 |
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